Les statistiques extrêmes du climat

La canicule de 2003 ? Impossible disaient les modèles météo standards ! Il y avait cinq chances sur dix mille répondent les mathématiciens de la Chaire de statistique de l’EPFL. C’est peu, mais pas complètement négligeable. Pour parvenir à ce résultat ils ont mis au point un modèle spécifique aux événements météo extrêmes. Grâce à cet outil qui permet d’intégrer différents paramètres comme le changement climatique, les scientifiques prédisent aussi avec plus de précision les risques de phénomènes extrêmes pour les prochaines décennies.

Probabilités et stations météo

« Le problème des extrêmes, c’est qu’il y a peu d’événements, par définition », explique le mathématicien Anthony Davison. « Il est donc indispensable de créer des modèles spécifiques, différents de ceux des innombrables valeurs moyennes. » Les scientifiques ont utilisé les données de MeteoSuisse pour simuler un millier d’étés en utilisant les probabilités et leur modèle des extrêmes. Ils ont pu en déduire les risques de températures élevées pour une période donnée. Pour obtenir des résultats probants, leur modèle associe les stations par paires pour corréler les résultats.

En combinant les stations par deux pour la simulation, cette méthode nécessite une grande quantité de calculs. Les opérations combinatoires peuvent devenir très vite gigantesques. « Par exemple pour simuler les fortes pluies, nous nous sommes restreints à dix stations météo, ce qui représente déjà plusieurs jours de calcul sur un réseau d’ordinateurs performant », commente le chercheur. Malgré tout, leurs travaux permettent déjà de dégager des analyses des extrêmes plus réalistes qu’avec les modèles habituels.

Six fois plus en 2050

Depuis plusieurs années, les chercheurs se sont rendu compte que l’augmentation des extrêmes climatiques semble avoir un impact bien plus important sur notre société que l’augmentation des moyennes. Les catastrophes naturelles engendrent un coût humain et économique important. Dans le cas des canicules exceptionnelles, les mathématiciens ont déterminé que la probabilité d’un événement au moins aussi fort qu’en 2003 serait six fois plus importante en 2050, en se basant sur les prévisions de réchauffement climatique.

Les spécialistes développent aussi des modèles pour d’autres phénomènes météo extrêmes, comme les pluies, la neige ou le gel. Le défi est de les améliorer pour gagner en précision. « A terme, nous aimerions pouvoir intégrer plus de points de calculs pour mieux couvrir le territoire. Il faudra aussi optimiser nos modèles pour intégrer des phénomènes dynamiques, qui demandent encore plus d’opérations », conclut Anthony Davison.

Source :
Geostatistics of extremes, Davison and Gholamrezaee, Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences (2012) vol. 468 (2138) pp. 581-608.
http://dx.doi.org/10.1098/rspa.2011.0412

Lien :
http://stat.epfl.ch/